DE202012009140U1

DE202012009140U1 - Isolierglaselement aus Kunststoff

Info

Publication number: DE202012009140U1
Application number: DE202012009140U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2022-09-25

Abstract

Isolierverglasungselement (1) mit mindestens zwei aus Kunststoff bestehenden Sichtscheiben (2, 3), die randseitig unter Zwischenlage von Spacern (4) miteinander verbunden sind, wobei die Scheiben (2, 3) und die Spacer (4) einen geschlossenen und dichten Luftzwischenraum (5) umgrenzen, der mit Aerogel-Granulat mit einer geeigneten Korngröße gefüllt ist. (1)

Description

Die Erfindung betrifft ein Isolierverglasungselement mit mindestens zwei aus Kunststoff bestehenden Sichtscheiben, die randseitig unter Zwischenlage von Abstandhaltern (Spacern) miteinander verbunden sind, wobei die Scheiben und die Spacer einen geschlossenen Zwischenraum umgrenzen. Ein erfindungsgemäßes Verglasungselement weist zudem eine eingestreute Füllung aus losem Aerogel-Granulat auf, die die thermische Wirkung des Verglasungselementes erhöht und zu einer optimierten Lichtstreuung führt auf.
Ähnliche Isolierverglasungselemente mit mindestens zwei Kunststoffscheiben sind z. B. aus der DE 94 02 939 U1 , DE 20 2009 017 488 U1 und DE 20 2011 105 403 U1 bekannt und finden vor allem bei Industrietoren Anwendung, wo aufgrund der hohen Gebrauchsbelastung die Verwendung von Verglasungselementen aus Mineralglas wegen der daraus resultierenden Bruchgefahr und wegen ihres hohen Gewichtes nicht möglich ist.
Durch die Füllung der erfindungsgemäßen Isolierglaselemente mit Aerogel kann die Funktionalität des Isolierverglasungselementes erheblich erweitert werden. So kann der Wärmedurchgang durch das Element erheblich reduziert und eine signifikante Reduzierung des Wärmedurchgangskoeffizienten U herbeigeführt werden. Gleichzeitig wird die Streuung des einfallenden Tageslichtes erheblich verbessert, was zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung der Innenräume und zu einer Reduzierung des Energieaufwandes für Beleuchtung auf der einen Seite, aber auch für Beschattung und Blendschutz auf der anderen Seite führt.
Im modernen Industriebau sind hoch gedämmte Wand- und Dachflächen mit Wärmedurchgangskoeffizienten U von 0,2–0,3 W/m²K heute absoluter Standard. Fenster und Türen weisen eine Wärmedurchlässigkeit von 1–1,5 W/m²K auf, wogegen vollverglaste und teilverglaste Tore mit Werten deutlich über 4,0 W/m²K wie Kältebrücken wirken.
Vor dem Hintergrund der aktuellen Umweltdiskussionen steht die Energieeffizienz moderner Tore und damit die Dämmfähigkeit der Füllungen und Verglasungen immer mehr im Fokus. Um solche Tore mittelfristig weiter anbieten zu können, müssen ihre Dämmeigenschaften erheblich verbessert werden. Bei den bestehenden konstruktiven Vorgaben ist dies wesentlich nur über Verbesserungen bei den Füllungen – in diesem Falle Verglasungen – möglich, die meist über 80% der thermisch wirksamen Oberfläche bilden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Isolierverglasungselement mit mindestens zwei aus Kunststoff bestehenden Scheiben der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches sich durch eine deutlich verbesserte Wärmedämmung, d. h. stark verringerten Wärmedurchgangskoeffizienten U auszeichnet, gleichzeitig aber die Vorteile von Isolierverglasungselementen aus Kunststoff, insbesondere deren geringes Gewicht und die hohe Bruchfestigkeit weiterhin aufrecht erhält. Solche Elemente sind somit insbesondere für industrielle Toranlagen geeignet.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausgestaltung eines Isolierverglasungselementes mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht vor, dass im Luftzwischenraum zwischen den mindestens zwei aus Kunststoff bestehenden Sichtscheiben spezielle, aber handelsübliche Aerogel-Granulate eingestreut werden, die den Innenraum vollständig ausfüllen.
Aerogele sind erfindungsgemäß als hochporöse Festkörper definiert, bei denen über 90% ihres Volumens aus Poren bestehen. Aerogele können auf Silicatbasis hergestellt sein, oder beispielsweise aus Kunststoff- oder Kohlenstoffstrukturen bestehen. Aerogele liegen in Form von Pulver oder Granulat vor und können lose eingestreut oder eingeblasen und verdichtet werden. Grundsätzlich können jedes Metalloxid, Polymer und andere Stoffe als Ausgangsbasis für die Aerogelsynthese mittels eines Sol-Gel-Prozesses verwendet werden.
Durch das Einstreuen dieser Aerogel-Granulate entsteht im Innenraum des Verglasungselementes eine Vielzahl einzelner gegeneinander abgeschlossener Hohlräume, deren Trennwände von der Wärme jeweils zu durchdringen sind. Ähnlich wie in einem Polyurethanschaum oder einen Polystyrolschaum bewirkt dies eine erhebliche Reduzierung des Wärmedurchgangs durch das Verglasungselement. Der Wärmedurchgangskoeffizient U kann so bei einem handelsüblichen Verglasungselement in einer Dicke von 24 mm von ca. 3,0 W/m²k auf ca. 0,9 W/m²k verringert werden, wodurch der Energieverlust durch die betreffende Fläche auf ein Drittel gesenkt wird. Im Gegensatz zu Schaumlösungen bleibt die Fläche bei der Füllung mit Aerogel-Granulat lichtdurchlässig und lässt weiter den Einfall von Tageslicht in das Gebäude zu.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der einige Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Die 1 zeigt in einer stark schematisierten Schnittdarstellung ein Isolierverglasungselement, welches aus zwei Sichtscheiben (2, 3) besteht, die jeweils aus Kunststoff, beispielsweise PMMA (Polymethylmetacrylat), SAN (Styrol-Acrylsäurenitril-Copolymerisat), PC (Polycarbonat), PET (Polyethylenterephthalat), PVC (Polyvinylchlorid) oder PP(Polypropylen)hergestellt sind.
Beide Scheiben (2, 3) sind randseitig umlaufend über die Spacer (4) miteinander verbunden, vorzugsweise mit dem Spacer (4) verklebt oder verschweißt, so dass zwischen den Scheiben (2, 3) und dem umlaufenden Abstandhalter (4) ein allseits geschlossener Zwischenraum (5) ausgebildet wird.
Es versteht sich, dass zur Sicherstellung einer dauerhaft sicheren und guten Verklebung zwischen den Scheiben (2, 3) und den Spacern (4) bevorzugt kompatible Kunststoffe für die Scheiben (2, 3) einerseits und den Spacer (4) andererseits ausgewählt werden, so dass die Verklebung beispielsweise durch Anwendung eines einfachen Lösungsmittels bewirkt werden kann.
Der von Sichtscheiben und Spacern umschlossene Innenraum der Scheibe wird während der Produktion mit Aerogel-Granulat gefüllt. Dieses wird eingestreut, eingeblasen oder eingesaugt und durch Restluftabsaugung und/oder Rütteln so verdichtet, dass eine homogene und feste Füllung entsteht.
Die Spacer können alternativ in ihrer Höhe unterbrochen sein, bzw. es kann eine Abfolge verschiedener Spacer eingesetzt werden, zwischen denen weitere Sichtscheiben (6) mittels Verklebung oder Verschweißung zu befestigen sind. So entstehen im Verglasungselement statt nur einem mehrere Luftzwischenräume. Durch eine geeignete Kombination von Spacern verschiedener Höhen können so unterschiedlich hohe Scheibenaufbauten mit wirkungsoptimierten Zwischenräumen und Füllungen erstellt werden.
2 zeigt das Isolierglaselement (1) mit unterbrochenen, also mehrteiligen Spacern (4), die jeweils mit mehreren Sichtscheiben (2, 3, 6) kraftschlüssig verbunden werden. Durch diesen Aufbau entsteht eine Mehrscheibenverglasung. Die Verbindung zwischen Spacern und Sichtscheiben kann wie bekannt mit Lösungsmitteln oder handelsüblichen Klebern erfolgen. Durch diesen Mehrschichtaufbau wird es möglich, nur einzelne oder alle Luftzwischenräume mit dem Aerogel-Granulat zu füllen und durch Reduzierung des benötigten Füllvolumens Materialeinsparungen zu erzielen. Der nicht mit Aerogel gefüllte Luftzwischenraum kann dann beispielsweise auch mit einer Edelgasfüllung aufgefüllt werden oder eine strahlungsreflektierende Wärmeschutzbeschichtung enthalten.
Eine sinnvolle Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungen besteht darin, im Scheibeninnenraum parallel zu den Spacern rundum oder ein- oder mehrseitig selbstexpandierende Schaumbänder vorzusehen. Diese Schaumbänder haben während der Montage ein geringes Volumen und dehnen sich nach der Fertigstellung des Verglasungselementes selbstständig aus. Durch diese Ausdehnungsfähigkeit wird das freie Volumen des Scheibeninnenraumes reduziert und die lose eingestreute Aerogelfüllung komprimiert. Dadurch kann einer späteren Verdichtung der Füllung mit der Folge einer Lückenbildung im oberen Bereich der Verglasung entgegengewirkt werden. Gleichzeitig wird eine Veränderung es Volumens der Verglasung durch die temperaturbedingte Ausdehnung oder Schrumpfung der Kunststoffscheiben durch die Elastizität des Schaumbandes ausgeglichen.
3 zeigt diese Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verglasungselementes mit einem Schaumband im Montagezustand (7) und im expandierten Zustand (8).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 9402939 U1 [0002]
DE 202009017488 U1 [0002]
DE 202011105403 U1 [0002]

Claims

Isolierverglasungselement (1) mit mindestens zwei aus Kunststoff bestehenden Sichtscheiben (2, 3), die randseitig unter Zwischenlage von Spacern (4) miteinander verbunden sind, wobei die Scheiben (2, 3) und die Spacer (4) einen geschlossenen und dichten Luftzwischenraum (5) umgrenzen, der mit Aerogel-Granulat mit einer geeigneten Korngröße gefüllt ist. (1)
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sichtscheiben parallel zueinander verbaut sind, wodurch mehrere Luftzwischenräume entstehen von denen einer oder mehrere mit Aerogel-Granulat in einer geeigneten Korngröße gefüllt sind. (2)
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der entstehenden Luftzwischenräume mit Aerogel gefüllt sind und die anderen Luftzwischenräume mit einem Edelgas wie Argon, Neon oder Krypton oder einer Kombination daraus gefüllt sind.
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite einer oder mehrerer Sichtscheiben (2, 3, 6) strahlungsreflektierende Wärmeschutzbeschichtungen aufgebracht sind.
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Scheibeninnenräumen selbstexpandierende oder elastische Schaumeinlagen parallel zu den Spacern eingearbeitet sind (3).
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spacer aus massiven oder hohlen Kunststoffprofilen oder aus massiven oder hohlen Metallprofilen geometriescher Querschnitte wie z. B. rund, oval, quadratisch, rechteckig, dreieckig oder mehreckig bestehen.
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume der Spacer mit wirksamen Trockenmitteln gefüllt sind.
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trockenmittel in das Material der Spacer eingearbeitet wird.
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spacer an den Verbindungskanten selbstklebend ausgestattet sind.
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spacer an ihren nach außen weisenden Seiten mit gasdichten Folien aus Kunststoff oder Metall versehen sind.
Isolierverglasungselement (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund aus einer Kombination von Spacern nach den Ansprüchen 5 bis 10 ausgebildet wird.